JP2014145272A - Power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、コージェネレーションシステムに採用される発電システムに係り、具体的には、ガスエンジンによる排気ガスの脱硝経路に脱硝用還元剤の噴霧装置を設ける構造に関する。 The present invention relates to a power generation system employed in, for example, a cogeneration system, and more specifically to a structure in which a denitration reducing agent spraying device is provided in a denitration path of exhaust gas by a gas engine.
従来、ガスエンジンをはじめとする燃焼機器の排気ガスに含有されている窒素酸化物(NOx)を低減することを目的とする脱硝システムが公知である(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a denitration system for reducing nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas of combustion equipment such as a gas engine is known (see, for example, Patent Document 1).
かかる脱硝システムは、図5に示すように、例えば、ガスエンジンを覆うパッケージ100から排気経路101がパッケージ100外に延設され、排気経路101の途中に脱硝触媒102が介装されている。排気経路101におけるパッケージ100と脱硝触媒102との間の領域には、脱硝用還元剤として尿素水の噴射ノズル103が介装されている。そして、貯留タンク105内の尿素水を、尿素水ポンプ106により昇圧した後に、噴射ノズル103から排気経路101内に噴射(噴霧)する。
In this denitration system, as shown in FIG. 5, for example, an
特許文献1に記載の脱硝システムにおいて、脱硝触媒102で十分な脱硝効果を発揮(脱硝用還元剤と排気ガスの混合を促進して十分還元させる)には、還元剤である尿素水の噴霧位置から脱硝触媒102入口までに所定以上(例えば、2m以上)の助走距離Lが必要となる。そのため、図5に示すように、燃焼機器のパッケージ100外の排気経路101に尿素水の噴射ノズル103を設け、パッケージ100出口より下流位置で還元剤を噴射する構成では、パッケージ100から脱硝触媒102までの排気ガス経路が長くなる傾向にある。
In the denitration system described in
例えば、パッケージ式発電機を備えるコージェネレーションシステムのように、ガスエンジンにより排出される排気ガスの熱を利用して、補機ユニットに設けたボイラにより蒸気を製造する場合、排気ガス経路をボイラに接続する。この結果、ガスエンジンを覆うパッケージからボイラまでの排気経路が長くなるため、システム全体の設置スペースが大きくなる問題がある。 For example, when steam is produced by a boiler provided in an auxiliary unit using the heat of exhaust gas discharged from a gas engine, such as a cogeneration system including a packaged generator, the exhaust gas path is used as a boiler. Connecting. As a result, the exhaust path from the package that covers the gas engine to the boiler becomes long, which increases the installation space of the entire system.
また、排気ガス経路が長くなった場合、パッケージとボイラとの間隔を可及的に短くするために、排気ガス経路を湾曲させることが考えられる。しかし、かかる場合には、排気ガス経路を湾曲させるため、排気ガス経路がパッケージ幅内や高さ内に収まらない場合があった。 In addition, when the exhaust gas path becomes long, it is conceivable that the exhaust gas path is curved in order to shorten the distance between the package and the boiler as much as possible. However, in such a case, since the exhaust gas path is curved, the exhaust gas path may not fit within the package width or height.
そこで、本発明は、パッケージ式エンジン発電機と脱硝触媒を有する発電システムにおいて、パッケージから脱硝触媒までの排気ガス経路を短縮することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to shorten an exhaust gas path from a package to a denitration catalyst in a power generation system having a packaged engine generator and a denitration catalyst.
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、エンジンおよび発電機を共通のパッケージに収納したパッケージ式エンジン発電機と、前記パッケージから外部に延設された排気ガス経路に設けられる脱硝触媒とを備える発電システムにおいて、脱硝用還元剤の噴霧装置をパッケージ内部の排気ガス経路に設け、前記パッケージの側面に排気ガス出口を設け、前記脱硝触媒を、前記排気ガス出口から所定寸法以上離間した位置に設け、前記排気ガス出口から延設された排気ガス経路を、前記パッケージの幅寸法内で且つ高さ寸法内に設けたことを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a packaged engine generator in which an engine and a generator are housed in a common package, and a denitration provided in an exhaust gas path extending outward from the package. In a power generation system comprising a catalyst, a denitration reducing agent spraying device is provided in an exhaust gas path inside the package, an exhaust gas outlet is provided on a side surface of the package, and the denitration catalyst is separated from the exhaust gas outlet by a predetermined dimension or more. The exhaust gas path provided at the position and extending from the exhaust gas outlet is provided within the width dimension and the height dimension of the package.
前記本発明は、排気ガス経路における脱硝用還元剤の噴霧位置をパッケージ内に設けているので、脱硝用還元剤の噴霧位置から脱硝触媒入口までの助走距離の最初の位置を、パッケージ内部に確保することができる。従って、排気ガス経路のパッケージ内に位置する部分を助走距離部分として含めることが可能となり、パッケージ出口より下流位置で還元剤を噴霧する構成に比し、パッケージ外部の排気路を短くすることができる。 In the present invention, since the spray position of the denitration reducing agent in the exhaust gas path is provided in the package, the initial position of the run-up distance from the spray position of the denitration reducing agent to the denitration catalyst inlet is secured inside the package. can do. Accordingly, the portion of the exhaust gas path located in the package can be included as a run-up distance portion, and the exhaust path outside the package can be shortened as compared with the configuration in which the reducing agent is sprayed downstream from the package outlet. .
このことは、例えば、パッケージ式発電機を備えるコージェネレーションシステムのように、ガスエンジンにより排出される排気ガスの熱を利用して、蒸気を製造するボイラ等を備えた補機ユニットに設けた場合、ガスエンジンを覆うパッケージからボイラまでの排気経路が短くなるため、システム全体の設置スペースの省スペース化が可能となる。 This is the case when, for example, a cogeneration system equipped with a packaged generator is used in an auxiliary unit equipped with a boiler or the like that produces steam using the heat of exhaust gas discharged from a gas engine. Since the exhaust path from the package covering the gas engine to the boiler is shortened, the installation space of the entire system can be saved.
本発明は、排気ガス経路における脱硝用還元剤の噴霧位置をパッケージ内に設けているので、発電機のパッケージから脱硝触媒入口までの排気ガス経路を短くすることができ、パッケージ式エンジン発電機のパッケージ幅内や高さ内に容易に納めることができる。 In the present invention, since the spraying position of the denitration reducing agent in the exhaust gas path is provided in the package, the exhaust gas path from the generator package to the denitration catalyst inlet can be shortened. It can be easily accommodated within the package width and height.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1〜図4は、本発明の一実施形態を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention.
本発明の一実施形態に係る発電システムについて説明する。図1は発電システムの全体概略を示す一部断面を含む正面図、図2は発電システムの全体概略を示す一部破断を含む平面図、図3はパッケージの内部の要部を示す斜視図である。 A power generation system according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a front view including a partial cross section showing an overall outline of the power generation system, FIG. 2 is a plan view including a partial cutaway showing the overall outline of the power generation system, and FIG. 3 is a perspective view showing an essential part inside the package. is there.
本実施形態の発電機システム1は、パッケージ式エンジン発電機2と補機ユニット3とから主構成されている。
The
パッケージ式エンジン発電機2は、図1および図2に示すように、床台20a上に設置されパッケージ20を備えている。パッケージ20は、前面壁21、背面壁22、パッケージ長手方向の両側壁23、24および天井壁25から構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the packaged
パッケージ20内には、ガスエンジン5、発電機6、システム操作ユニット7、高圧盤8、換気ファン10、消臭触媒12、潤滑油タンク13等の関連機器類が、適宜配置されている。そして、パッケージ20でガスエンジン5および発電機6等の関連機器類を被覆することにより、関連機器類を雨水から保護するとともに、これら関連機器類の防音効果も有している。
In the
発電機6は、ガスエンジン5の駆動を動力として電力を発生させる装置で、ガスエンジン5に対してパッケージ20の長手方向に配置されている。
The generator 6 is a device that generates electric power by driving the
システム操作ユニット7は、ガスエンジン5及び発電機6をそれぞれ制御する電子制御装置や発電機用の計器類(電圧計、電流計及び電圧調整器等)を備えている。ガスエンジン5の下方には、ガスエンジン15に供給される潤滑油が貯留された潤滑油タンク13が設けられている。
The
パッケージ20の長手方向の一端側(図1および図2における左右方向の右側)の上部には、複数個の換気ファン10が配置されている。換気ファン10により、パッケージ20の天井壁25に形成された吸気口25aから外気(空気)をパッケージ20内に取り入れる構成になっている。天井壁25の左右方向の左側には、換気口25bが形成されている。吸気口25aからパッケージ20内に取り入れられた空気は、換気口25bを介して排出されるようになっている。
A plurality of
排気ガス系関連機器としての消臭触媒12の入口側は、排気管26を介してエンジン排気口に接続されている。消臭触媒12の出口側には、排気管27がパッケージ20の他方側の側壁23に向けて延設されている。排気管27は、内側配管27Aと外側配管27Bとから構成されている。内側配管27Aの一端は、消臭触媒12を介してガスエンジン5の排気側に接続されている。内側配管27Aの他端は、側壁23に形成された排気ガス出口23aに接続されたフランジ28aが設けられている。
An inlet side of the
内側配管27Aには、脱硝用還元剤としての尿素水を内側配管27A内に噴霧するための噴霧装置としてのスプレーノズル29が設けられている。スプレーノズル29は、パッケージ20内に設けられている。
The
外側配管27Bは、その一端に設けられたフランジ28bが、内側配管27Aのフランジ28aに図示省略のボルトで締結固定されており、側壁23から外部に延設された状態となっている。
In the
補機ユニット3は、パッケージ式エンジン発電機2の他端側に配置され、床台3aと、脱硝触媒ユニット30と、脱硝装置31と、ボイラ装置(または熱交換器)32とを備えている。
The
脱硝触媒ユニット30は、床台3a上で且つパッケージ式エンジン発電機2と所定の間隔を有して立設された脱硝触媒架台34に取付けられている。脱硝触媒ユニット30は、脱硝触媒30aが内蔵されているとともに、外側配管27Bの他端が接続されている。そして、脱硝触媒ユニット30とガスエンジン5間には、排気管26、27により排気経路が構成されている。また、図4に示すように、スプレーノズル29の位置から脱硝触媒30aの入口までの間に、脱硝触媒30aで十分な脱硝効果を発揮できるように、所定長さの助走距離Lが確保されている。
The
また、外側配管27Bは、パッケージ20の幅寸法W内で且つ高さ寸法H内に設けられている。ここで、パッケージ20の高さ寸法Hとは、パッケージ20の垂直方向の寸法を意味する。また、パッケージ20の幅寸法Wとは、パッケージ20の前面壁21および背面壁22の間隔(高さ寸法Hに対して直交する方向で且つパッケージ20の長手方向に対して直交する方向の寸法)を意味する。従って、外側配管27Bは、パッケージ20の天井壁25よりも上方に突出することはなく、また、前面壁21および背面壁22よりも前後方向に突出することはない。なお、外側配管27Bは、パッケージ20の幅寸法W内で且つ高さ寸法H内に設けられている限りにおいて、必ずしも直線状である必要はなく、湾曲させることも可能である。
The
脱硝装置31は、図1に示すように、床台3a上で且つパッケージ式エンジン発電機2と脱硝触媒ユニット30との間に配置されている。脱硝装置31の高さは、外側配管27Bよりも低く設定されている。従って、脱硝装置31は、脱硝触媒ユニット30とパッケージ式エンジン発電機2との間に形成されるスペースに収容することができる。
As shown in FIG. 1, the
脱硝装置31は、図4に示すように、エアコンプレッサ35、ポンプ(尿素水ポンプ)37および脱硝装置制御盤38を備えている。尿素水ポンプ37は、貯留タンク39内の尿素水を昇圧し、脱硝用還元剤供給ラインL1を介してスプレーノズル29に供給する。エアコンプレッサ35による噴霧エアは、噴霧エア供給ラインL2を介してスプレーノズル29に供給される。なお、エアコンプレッサ35からのエアによるスプレーノズル29の洗浄ラインL3を1点鎖線で示す。
As shown in FIG. 4, the
また、補機ユニット3は、ガスエンジン5に燃料ガスを供給する配管と、ガスエンジン5に冷却水を循環させるジャケット冷却水ポンプ等を有する冷却水供給ユニットを備えている。なお、ガス供給配管および冷却水供給ユニットの供給配管が、床台3aの端面に設けられ、しかも、ガスエンジン5の供給配管が、床台3aに対向する床台20aの端面に設けられている。そして、これら対向する供給配管同士が連結されている。
In addition, the
以上の本実施形態に係る発電機システム1は、エンジン5および発電機6を共通のパッケージ20に収納したパッケージ式エンジン発電機2と、パッケージ20から外部に延設された排気ガス経路に設けられる脱硝触媒30aとを備え、脱硝用還元剤の噴霧装置(スプレーノズル29)をパッケージ内部の排気ガス経路に設け、パッケージ20の側面に排気ガス出口23aを設け、脱硝触媒を、排気ガス出口23aから所定寸法以上離間した位置に設け、排気ガス出口から延設された排気ガス経路を、前記パッケージ20の幅寸法W内で且つ高さ寸法H内に設けたことを特徴としている。
The
次に、以上の構成からなる発電機システム1を運転する場合について説明する。
Next, a case where the
都市ガス等の燃料ガスは、補機ユニット3を介してガスエンジン5へ送られる。ガスエンジン5を駆動させて発電機6を駆動させることにより電力を生成し、生成された電力は、外部電力負荷に供給される。
Fuel gas such as city gas is sent to the
ガスエンジン5の駆動時には、換気ファン10が作動し、その吸引力によりパッケージ20の天井壁25に形成された吸気口25aから外気をパッケージ20内に取り入れる。その取り入れられた外気は、ガスエンジン5に供給されるとともに、ガスエンジン5等の関連機器類を冷却した後に、換気口25bを介して排出される。
When the
燃焼後のエンジン排気ガスは、消臭触媒12を通過した後に、排気管27の内側配管27Aに入る。
The engine exhaust gas after combustion passes through the
また、脱硝装置制御盤38は、コンプレッサ35および尿素水ポンプ37を制御しており、貯留タンク39内の尿素水は、尿素水ポンプ37により昇圧され、脱硝用還元剤供給ラインL1を介してスプレーノズル29に供給される。また、エアコンプレッサ35からエアが噴霧エア供給ラインL2を介してスプレーノズル29に供給されるため、スプレーノズル29から尿素水が内側配管27A内に噴霧される。内側配管27A内に噴霧された尿素水は、助走距離Lを通過する際に、排気管27内でアンモニアと二酸化炭素とに分解される。そして、脱硝触媒30aの内部においてアンモニアはNOxと化学反応し、NOxは水蒸気と窒素に分解される。
The denitration
脱硝触媒ユニット30を出た水蒸気と窒素を含んだ排気ガスは、ボイラ装置32に入り、温水や蒸気を生成することができる。温水や蒸気は、給湯や暖房等の熱源に利用される。浄化された排気ガスは、ボイラ装置32の適宜位置に設けられたボイラ排気出口32aを介して排出される。
The exhaust gas containing water vapor and nitrogen exiting the
以上のように、本実施形態は、脱硝用還元剤の噴霧装置(スプレーノズル29)をパッケージ20内部の排気ガス経路に設けているため、排気ガス経路のパッケージ20から延設される部分を短くすることができる。このことは、パッケージ20の側壁23と脱硝触媒ユニット30との距離を短くすることができることとなる。すなわち、パッケージ式エンジン発電機2と補機ユニット3との間の距離を短くすることが可能となり、システム全体の省スペース化が可能となる。
As described above, in the present embodiment, since the spraying device (spray nozzle 29) for the denitration reducing agent is provided in the exhaust gas path inside the
また、本実施形態は、排気管27をパッケージ20の高さ寸法H以内で且つ幅寸法W以内に設けているため、排気管27がパッケージ20の外側に出っ張ることがない。この結果、排気管27が他の部材と接触したり、ビルの空調等の邪魔となったりするのを防止できるとともに、外から目視できないため、発電機システム1の外観も損なうことがない。
Further, in this embodiment, the
本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、排気管27は、内側配管27Aと外側配管27Bとを連結した場合を例示したが、一体的のものであってもよく、任意の本数の配管を連結したものであってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
1 発電機システム
2 パッケージ式エンジン発電機
3 補機ユニット
5 ガスエンジン
6 発電機
20 パッケージ
23a 排気ガス出口
27 排気管(排気経路)
27A 内側配管
27B 外側配管
29 スプレーノズル(噴霧装置)
30 脱硝触媒ユニット
30a 脱硝触媒
31 脱硝装置
32 ボイラ装置
H 高さ寸法
W 幅寸法
L1 脱硝用還元剤供給ライン
L2 噴霧エア供給ライン
DESCRIPTION OF
27A Inner piping 27B Outer piping 29 Spray nozzle (spraying device)
30
Claims (1)
脱硝用還元剤の噴霧装置をパッケージ内部の排気ガス経路に設け、
前記パッケージの側面に排気ガス出口を設け、
前記脱硝触媒を、前記排気ガス出口から所定寸法以上離間した位置に設け、前記排気ガス出口から延設された排気ガス経路を、前記パッケージの幅寸法内で且つ高さ寸法内に設けたことを特徴とする発電システム。 In a power generation system comprising a packaged engine generator in which an engine and a generator are housed in a common package, and a denitration catalyst provided in an exhaust gas path extending outward from the package,
A denitration reducing agent spraying device is installed in the exhaust gas path inside the package,
An exhaust gas outlet is provided on the side of the package,
The denitration catalyst is provided at a position separated from the exhaust gas outlet by a predetermined dimension or more, and an exhaust gas path extending from the exhaust gas outlet is provided within the width dimension and the height dimension of the package. Characteristic power generation system.
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